浅谈自动化控制在桥式抓斗卸船机上的应用
[抓斗,智能控制,技术]智能控制技术在抓斗起重机上的应用
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智能控制技术在抓斗起重机上的应用【摘要】随着社会主义市场经济改革体制的不断深化，促进了我国造船事业、港口货运事业等领域的发展，而抓斗起重机作为常用的起重机械设备，在控制系统上应用智能控制技术，尤其是PLC技术和变频调速技术在抓斗起重机上的应用，使抓斗起重机在作业过程中产生的故障率及维修率得到有效的降低，从而促进了抓斗起重机作业效率的有效提高，使抓斗起重机的智能化和自动化得到更好的实现，确保了抓斗起重机运行的节能性、可靠性和安全性。
【关键词】智能控制技术；抓斗起重机；变频器；电气自动化随着时代和社会经济的快速发展，促进了我国各个领域的发展速度，尤其是在码头、港口、矿业等行业的生产过程中，经常需要采用到抓斗起重机等起重机械设备，尤其是具有大吨位的造船门式起重机在码头、港口中进行安装作业。
但是在抓斗起重机上具有的传统电气控制系统耗能大、故障发生率高，导致事故频发，因此，在抓斗起重机上应用智能控制技术，能够使抓斗起重机系统在优化之后促进系统具有更高的稳定性和安全性，尤其是PLC技术和变频调速技术在抓斗起重机上的应用，具有更高的节能性和可靠性。
1.智能控制技术的主要内容1.1变频调速技术变频调速技术指的是对供电的电源频率经由变频器进行有效改变，使电机产生的回转速得到合理的调节，确保对转矩的功率和调速进行控制，以此来满足不同负荷承载所提出的要求。
由于变频调速技术在一定程度上具有高效率、高精度控制、高电机功率和在控制调速的范围上较宽，同时还能够使电能得到有效的节约，在起重机上的控制系统上得到广泛的应用。
PLC技术又称之为可编程控制器，其在功能上能够对逻辑进行重复的编写、编制和控制，在工业自动化控制中得到了广泛的应用。
具体的说，PLC技术主要包括了CPU（即中央处理单元）、输入输出接口、存储器和通讯接口等控制元件。
1.3其他技术在智能控制技术中除了包括变频调速技术、PLC技术之外，还包括了传感检测技术和现场总线控制技术等。
桥式抓斗卸船机自动作业功能
Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｅ ｎ
１ 引言
桥式抓斗卸船机是重要的港 口卸船 设备 ，它 主要用 于散料货物 的卸船作业。其工作原理 是通 过控制抓斗 的循环运动将散料货物从船舱 内转移 到输送 带上 ， 再由输送带传送 到指定 的堆放地点 。 一 台抓斗式卸船机包括 以下主要设备：抓斗提升 结构、抓斗 开闭机构 、小车行走机构、悬臂提升 机构 、大车行走机构和给料皮带机系统等 。 卸船机 一般的卸船 作业过程 都是卸船 机司 机通过手动控制驾驶室操纵杆来进行操作 。由于 操作时双手必须协调工作，并需要全神贯注 ，再 加上 高空作业 、振动和噪声的原因，使操作 司机
机通过计算机来进行 自动作业 点的初始设定和对 整 台卸船机状态 的监测 。 在软 件 上 使用 了 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７ 的可 选 软件 包 Ｓ ７ － Ｇ Ｒ Ａ Ｐ Ｈ ｆ ｏ ｒ Ｓ ７ － ３ ０ ０ ／ ４ ０ ０ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍ ｉ ｎ ｇ
斗所处位 置的不 同而进行不同的调整。在 开始工 作之前 ， 必须先进行抓斗打开和 闭合参数的设定 ， 设定完成后 Ｐ Ｔ １ ０中储存 了抓斗闭合时和打开时 的编码器 数据 ，并以此来计算打开和闭合过程中 的减速 点。如在 闭合过程中 ，当抓斗的开度小于 设定值后 ，工艺板 自动将速度给定值减小并在达 到闭合设定值后 停止 电机 ，以避免抓斗出现剧烈 的相互碰撞 。
Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ － Ｄ Ｐ ， Ｓ Ｉ ＭＯＲ Ｅ Ｇ 使用 Ｔ Ｃ Ｂ ２ ４附加通 讯板连接 到 Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ － Ｄ Ｐ，在 Ｓ Ｉ ＭＯ Ｒ Ｅ Ｇ中还 使用 了 Ｐ Ｔ １ ０（ 软 件版 本 分 别 为 Ｒ Ｅ Ｈ Ｅ Ｉ和
向 海侧行进的指令均 变为无效。
桥式抓斗卸船机的自动化技术研发与应用
桥式抓斗卸船机的自动化技术研发与应用桥式抓斗卸船机是一种广泛应用于港口、码头等物流枢纽的重要设备，主要用于将散装货物从船只卸下并输送至储料场或装车装置。
随着自动化技术的不断发展，桥式抓斗卸船机的自动化技术研发与应用也逐渐成为趋势。
以下是对桥式抓斗卸船机自动化技术研发与应用的详细介绍：1. 自动化控制系统：桥式抓斗卸船机的自动化控制系统是实现卸船过程自动化的关键。
该系统主要包括控制柜、PLC（可编程逻辑控制器）、传感器、操作台等组成部分。
其中，控制柜主要负责接收操作台指令，并控制抓斗的升降、开合、旋转等动作；PLC则负责监控整个卸船过程的运行状态，并通过传感器获取相关数据，如抓斗内物料的重量、抓斗的位置、设备的运行状态等，从而实现自动化控制。
2. 智能识别与调度系统：智能识别与调度系统是桥式抓斗卸船机自动化的重要组成部分，主要用于识别和调度船只、货物和设备。
该系统主要包括图像识别、目标跟踪、路径规划、任务调度等模块。
通过摄像头等传感器获取船只、货物和设备的图像信息，并通过图像识别技术对货物进行分类和定位。
同时，通过目标跟踪技术对船只、货物和设备进行实时监控，实现动态调度。
此外，路径规划和任务调度模块还能根据现场环境和运行状态，自动规划设备运行路径和调度任务，提高卸船效率。
3. 自动纠偏与防摇系统：桥式抓斗卸船机在卸船过程中容易受到风浪、船只晃动等因素的影响，导致设备发生偏移或摇摆。
为了解决这一问题，自动纠偏与防摇系统被广泛应用于桥式抓斗卸船机的自动化技术中。
该系统主要包括传感器、控制器、执行器等组成部分。
通过传感器获取设备的位置、姿态等信息，并通过控制器计算出设备实际位置与设定位置之间的偏差，进而控制执行器进行纠偏和防摇操作。
此外，自动纠偏与防摇系统还能根据现场环境和运行状态，自动调整设备的工作模式，提高卸船稳定性和安全性。
4. 智能故障诊断与维护系统：智能故障诊断与维护系统是桥式抓斗卸船机自动化的重要保障措施，主要用于检测和诊断设备故障，并实现自动维护。
抓斗卸船机智能无人驾驶技术在电厂输煤码头的应用
抓斗卸船机智能无人驾驶技术在电厂输煤码头的应用摘要：卸船机钢丝绳是桥式抓斗卸船机的重要维保部位之一，平时钢丝绳的更换或者割绳做梨形头的时间一般需要４～８ｈ，并且悬臂要放平，大车不能移动。
在靠离泊的间隙，如果需要放下悬臂进行修理，可利用的时间只有约１．５ｈ，无法完成修理。
这样导致钢丝绳的维保只能安排在船卸完后到离泊之间的时间，或者在船靠泊完成以后，或者安排在深夜，严重影响码头卸货效率以及生产安全。
为解决以上问题，设计了桥式抓斗卸船机悬臂竖起状态下的钢丝绳维护方案。
基于此，对抓斗卸船机智能无人驾驶技术在电厂输煤码头的应用进行研究，以供参考。
关键词：抓斗卸船机无人驾驶；探测雷达；抓取时煤型智能感知技术引言抓斗卸船机智能无人驾驶系统目前已在湛江中粤能源有限公司1#卸船机作业中得到了实际应用，效果良好。
系统的投运，无需司机上机操作，不仅能够大幅减轻卸船机司机劳动强度、避免卸船过程抓斗碰撞船舱，同时智能算法能够优化抓斗运行轨迹，使全自动卸船作业具有运行稳定，路径最短等特点，有效减轻了码头撒煤污染等现实问题，卸船机智能无人驾驶系统提高了电厂码头自动化运行水平，具有较好的工程应用和推广价值。
1传统桥式抓斗卸船机桥式抓斗卸船机的主要构成设备及机构包括起升机构、小车机构、俯仰机构、大车行走机构、料斗分料装置、其他辅助电控系统设备等。
该机型卸船机传统操作模式为：作业时，操作人员利用抓斗将船舱内的物料抓取出来，起升机构将抓取的物料提升至一定高度后，小车牵引至料斗的上方卸料，通过振动给料器完成漏料，再通过推杆电动机控制分料装置将物料卸到其中一条或指定的带式输送机上，带式输送机系统将物料传送至指定的物料堆放处。
故桥式抓斗卸船机的卸船能力关键点在于抓斗抓取物料的能力和机构运行效率，实际上传统桥式卸船机抓卸效率受到数个方面因素的影响：1）船型、舱口及物料堆放位置物料在船舱位置的增加操作难度，操作人员无法准确判断适宜的抓取方式，频繁发生抓取货物过多/过少以及碰撞现象。
抓斗卸船机作业自动化控制系统
抓斗卸船机作业自动化控制系统
何信运
【期刊名称】《华电技术》
【年(卷),期】1991(000)001
【总页数】5页(P32-35,38)
【作者】何信运
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】U674.3
【相关文献】
1.卸船机的自动作业和抓斗摆动控制 [J], 严律明;胡光跃;徐静;项建荣
2.抓斗式卸船机自动作业的性能优化 [J], 孙斌;王旭昶
3.FMEA在桥式抓斗卸船机自动作业流程设计中的应用 [J], 邵涛;李明;王飞
4.螺旋式卸船机用于卸煤作业的状况分析及展望 [J], 沈策;陈鸿鑫;杨振宇
5.桥式卸煤机抓斗作业PC控制研究 [J], 李家启;顾必冲
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卸船机电控解决方案
卸船机电控解决方案一、背景介绍卸船机是港口装卸设备中的重要组成部分，用于将货物从船舶上卸下。
卸船机的电控系统是保证设备正常运行和实现自动化操作的关键。
本文将介绍一种卸船机电控解决方案，以提高设备的效率和可靠性。
二、解决方案概述本解决方案采用先进的电控技术，结合传感器、执行机构和控制器等硬件设备，实现卸船机的自动化操作和远程监控。
通过精确的控制算法和实时数据反馈，提高卸船机的装卸效率，并确保操作的安全性和稳定性。
三、方案特点和优势1. 自动化操作：卸船机电控系统具备自动化操作功能，可根据预设的工艺参数和指令，实现自动装卸货物的过程，减少人工干预，提高工作效率。
2. 远程监控：通过网络连接，卸船机的电控系统可以实现远程监控和远程操作，操作人员可以随时随地监控设备状态和进行远程操作，提高管理的便利性。
3. 精确控制：采用先进的控制算法和传感器技术，卸船机电控系统可以实时监测设备的运行状态和环境参数，从而实现精确的控制，提高装卸效率和货物的安全性。
4. 故障诊断：卸船机电控系统具备故障自诊断功能，可以及时发现设备故障，并通过报警系统提醒操作人员进行维修，减少设备停机时间，提高可靠性和维护效率。
四、解决方案组成1. 控制器：采用高性能的控制器，具备强大的计算和通信能力，可以实现复杂的控制算法和数据处理，支持多种通信协议，方便与其他设备的连接和数据交换。
2. 传感器：通过安装在卸船机各个关键部位的传感器，实时监测设备的运行状态和环境参数，如货物重量、位置、速度、温度等，提供准确的数据反馈。
3. 执行机构：采用高效可靠的执行机构，如电动驱动系统和液压系统，根据控制器的指令实现设备的动作，如起升、转向、伸缩等，确保设备的正常运行和装卸货物的安全性。
4. 人机界面：通过触摸屏、显示屏等人机界面设备，实现与卸船机电控系统的交互，操作人员可以进行参数设置、故障诊断、报警处理等操作，提高操作的便捷性和可视化程度。
五、解决方案应用场景本解决方案适用于各类港口、码头等装卸货物的场景，如大型集装箱码头、散货码头等。
港口大型机械电气自动化技术的应用要点
港口大型机械电气自动化技术的应用要点摘要：对于我国发展海外经济来说，港口建设工作十分重要。
在港口建设规模不断扩大背景下，大型机械数目越来越多，相应的日装卸量也持续增加，此时强化电气自动化技术的应用具有重要现实意义。
本文基于港口大型机械，重点就电气自动化技术的应用要点进行了探讨，希望可以推动港口大型机械电气自动化进程。
关键词：港口；大型机械；电气自动化；技术；要点引言港口电气自动化是实现港口运行自动化及港口电气设备操作管理的系统，其系统的建立是在触点开关、接触器、定时器、综合应用继电器的基础上创造出自动化操作、人工智能管理系统．从实际出发解决港口管理问题。
1.电气自动化控制技术1.1电气自动化控制技术理念电气自动化控制技术可以应用在许多工作当中，具有强大的监测作用。
其设计理念有两个主要特征：其一，电气自动化控制技术能够进行高效的集中监测，与此同时，整个监测过程相对来说较为灵活，流程较少，具有强大的现实意义。
其二，电气自动化控制技术能够落实较为完善的现场监控工作，具有非常强烈的应用价值。
因此，在构建电气自动化控制技术的框架时要结合实际情况不断优化相关设计方案，使之发挥出更加强大的作用[1]。
1.2电气自动化控制技术特点电气自动化控制技术有四个方面的突出优势：第一，准确性较高，速度较快；第二，反应速度快，能够进行高质量的远程操控工作；第三，工作效率高，能够对工作过程进行严格的把控；第四，能够落实远程数据采集以及控制的相关工作。
这些特点使得电气自动化控制技术在具体应用过程中有着不可取代的独特价值。
2.PLC电气自动化技术在港口大型机械中的应用重点2.1PLC在港口胶带运输机集控系统中的应用港口运行发展的经济效益主要受港口胶带运输机集控系统的安全性和可靠性影响。
通过PLC实现对集控系统集中控制与综合保护，企业电视系统、调度电话系统与PLC系统的结合，可以创造一个完整操作调度网络．最终实现对所有集控系统的掌控．提高货物运送效率嘲。
抓斗式卸船机自动作业的性能优化
抓斗式卸船机自动作业的性能优化孙斌;王旭昶【摘要】为了提高卸船机自动作业的性能,对抓斗的摆动控制和抓斗的路径进行了优化.在分析抓斗摆动规律的基础上,对周期性加、减速的摆动控制方法进行了改进,在加减速阶段用分段加速的方法消除抓斗摆动,在料斗上方卸料时使抓斗向前摆动并保持一定摆角,产生甩斗卸料的效果,可以有效缩短循环时间.路径优化将作业区域进行划分并采取相应的小车控制策略,根据抓斗的当前位置找出安全高度,在此高度以上,小车和起升同时运动,使得抓斗的飞行轨迹是一条能避开所有障碍物的最短安全路径.实际运行结果表明,抓斗式卸船机自动作业的效率在优化后得到了有效提高.%In order to improve the performance of automatic ship unloading of GSU ( grab ship unloader), grab sway control and load path optimization was carried out. Based on the law of grab sway, sway control was optimized to improve the periodical acceleration/deceleration method. During acceleration and deceleration, two-step acceleration/deceleration method was adopted to eliminate load sway. When the grab approaching the hopper, fly unloading was achieved by controlling the grab sway forward and keep a constant angle, and unloading cycle time was effectively shortened with the proposed method. Grab path was optimized by applying different trolley control strategy to different working areas. An optimal safe level was found out for each grab position. When the grab is above the safe level, trolley and hoist move simultaneously, obtaining a shortest safe grab path that goes over all obstacles. Site test resultsindicate that efficiency of auto unloading was greatly improved after optimization.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2011(028)006【总页数】4页(P689-692)【关键词】抓斗式卸船机;摆动控制;路径优化【作者】孙斌;王旭昶【作者单位】上海ABB工程有限公司,上海200001;上海ABB工程有限公司,上海200001【正文语种】中文【中图分类】TH215;TH1120 引言近年来，随着煤炭、矿石贸易的快速增长，越来越多的用户采购抓斗式卸船机，以提高散货卸船的能力。
基于桥式抓斗卸船机全自动系统的研究
基于桥式抓斗卸船机全自动系统的研究作者：刘春雷来源：《中国市场》2017年第17期[摘要]随着社会经济的不断发展，物流运输行业进入发展时期。
港口船舶的运输作为其中一个重要组成部分，对促进我国经济的繁荣发展，以及加强各个地区之间的区域联系起到不可替代的作用。
在港口船舶运输结束后，卸船作为一项重要工作，其效率的高低直接影响到货物能否按期抵达目的地，以及来往船舶何时可以离开港口。
因此，采用何种卸船技术显得尤为关键。
桥式抓斗卸船机作为一种重要的卸船设备，多应用在中、小港口卸船或发电厂码头船舶的卸煤作业中。
随着科学技术的不断进步，桥式抓斗卸船机设备运用方向也正在朝着自动化趋势发展，显著提高了工作效率。
文章主要针对桥式抓斗卸船机全自动系统进行研究分析，以期能为未来卸船作业技术的发展提供参考。
[关键词]桥式抓斗卸船机；全自动系统；研究[DOI]1013939/jcnkizgsc201717161桥式抓斗卸船机，作为卸船作业中的重要设备，卸船速度较快，工作效率高。
在实际应用中，可以根据客户的具体需要，进行单独设计，具有一定灵活性。
近年来，随着自动化技术的不断发展，为了满足卸船工作的实际需要，桥式抓斗卸船机也在不断进行改革，逐渐向自动化方向转变，开发出一种桥式抓斗卸船机的全自动系统，以提升桥式抓斗卸船机的工作效率和实际性能，解决在应用桥式抓斗卸船机出现的问题，从而促进港口传播运输业的快速发展。
1桥式抓斗卸船机简述卸船机，是码头前沿的一种重大接卸设备，为了满足各大港口码头停靠船舶的实际需要，以及达到系统最大生产率，需要根据具体的卸船工作，合理选用高效、可靠的卸船机。
一般，在我国煤炭、矿石码头的卸船工作中，主要应用桥式抓斗卸船机，工作效率较高。
此外，桥式抓斗卸船机还是散货船卸船作业中应用的主要设备，运转能力较高，应用的频率非常高。
桥式抓斗卸船机的主要构成设备为：起升机构、小车牵引机构、俯仰机构、大车行走机构、落料回收装置、臂架挂钩、金属结构、电气与控制系统设备等。
Net Linx集成架构在桥式缶船机上的应用研究
管理 、 统计 、 设备维护管理 、 生产流程 以及物流跟 踪服务 ， 同时可以使计算机访 问使用结构化查询 语言（ Ｑ ） Ｓ Ｌ 的开放性数据库。系统管理员和设备 维护人 员可在 这 层 网络 上 对 系统 进 行监 控 ， 控 对 制器程序进行修改 ， 使计算机系统存取 的数据达
２ Ｎ ｔ ｉ 体 系结构 ｅ Ｌｎ ｘ
可 编程逻辑控 制器 （ Ｌ ） Ｐ Ｃ 和交 流变频 器在 桥 式抓斗卸 船机 中的应用 越来 越广 泛 ， 应用 Ｐ Ｃ不 Ｌ
仅能完成 复杂 的逻 辑控制 ， 而且其 可靠 性高 、 干 抗
扰能力强、 维护量小， 能方便地与计算机联 网通 信。交流调速器的推广应用 ， 使得系统的效率 、 稳 定性 和可靠性大 大提高 。Ｐ Ｃ和交流 变频器 的引 Ｌ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔａ ｉ ｇ ｔ ０ ａ ｔｙ ｇ ａ ｎｌａ ｒｉ ｏ ｔａ ｎ ｅ ａ ｌ ，ｈ ｓｐ ｐ ｒｉ ｔｏ ｕ ｅ ｔａ ｔ ｋ ｎ ｈｅ ８ ０ｔｇ ｎ ｒ ｒ ｂ ｕ ｏ ｄｅ ｎ ａ ｐ ｒ ｓ ａ ｘ ｍｐ ｅ ｔｉ ａ ｅ ｎ ｒｄ ｃ ｓ ｈ ｔＬ ｎ ｎｅ ｔｄ ａ ｃ ｉｅ ｔｒ ｒｍ ｃ ｗｅｌＡｕ ｏ ｔｏ ｔ ｅ Ｎｅ ｉｘ ｉ ｔｇ ａｅ ｒ ｈ ｔｃｕ ｅ ｆｏ Ｒｏ ｋ ｌ ｔ ｍａｉｎ，ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｔｍａ ｃ ｅｅ ｔｉ ｙ － ｒ ｎ ｕ ｏ ｔ ｌｃｒｃ ｓ ｓ ｈ ｉ ｔｒ ｔｕ ｔｒ ｆｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ａ ｎｏ ｄ ｒ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｏ ａ ｔｙ ｇ ｂ ｕ ｌａ ｅ ．Ｍｅ ｎ ｉｅ ｉ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｅ ｆｎ ｔ ｎ ｒａ ｉｉ ｇ ｏ ｅ ｎ ｈ ｒ ａ ｗｈ ｌ ｔ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ｕ ｃ ｉ ｅ ｌ ｎ ｆｔ ｈ ｏ ｚ ｈ ａ ｔｍａｉ ｙ ｔ ｍ ｔ ｉｈ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｅｅ ｔｉ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｆｔ ｅ ｓ ｐ ｕ ｌ ａ ｅ ． ｕｏ ｔ ｓ ｓｅ ｗｉ ｈ ｇ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｈ ｌ ｃｒｃ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ ｏ ｈ ｈｉ ｎ ｏ ｄ ｒ ｃ ｈ Ｋｅ ｒ ｓ：ｓ ｉ ｎｌａ ｅ ａ ｔｍａ ｉ ｔｕ ｔ ｅ Ｎｅ ｉ ｘ ｉ ｅ ｒ ｔｄ ａｃ ｉｅ ｔ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ｈｐｕ ｏ ｄ ｒ ｕｏ ｔ ｓｒ ｃｕｒ ｃ ｔＬ ｎ ｎｔｇ ａｅ ｒ ｈ ｔｃｕ ｅ
卸船机的自动作业和抓斗摆动控制
中大型散货卸船机都提出了自动作业的要求 ，以提高 卸 船机 的生 产效 率 和安全 性 ，同 时大大 降低 了司机 的
劳动强 度 。卸船 机 的 自动 作业 分半 自动 运行 和全 自动
运行 。
因此 在小 车开 始水 平移 动 时 ，必 须对 抓斗 进行 初始 防
摇， 在小 车达 到额 定速 度后 ， 抓斗 稳定 在小 车 的正下 方
并 与小 车 同步 运行 。 小 车 开 始 水
平 移 动 时 ，抓 斗 相 对 于 小 车 摆 动 的简 化 模 型 如 图 １ 。设 抓斗 的质 量 为 ｍ，抓 斗 钢 丝 绳 的 质 量 相 对 于 图１抓斗从静止开始摆动示意图
： ：
●
中 图 分 类号 ： ６ ３９ ８＋ Ｕ ５ ．２ ． １
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ８ ４ （ ０ ７ ０ — １ ２ ０ １ ０ — ４ ９ ２ ０ ）６ ０ — ３ ０
０ 引言
近 几年来 ， 随着 电气控 制技 术 的快速 发展 ， 主对 业 相 碰 的危 险 ， 同时 当小 车到 达料 斗上方 后 ， 由于不知 道
１ 抓斗从静止开始摆动 的数学模型
抓斗在闭合提升到安全高度后 ，小车开始向料斗
侧水平 移 动 ， 由于惯性 作 用 ， 始 时抓 斗相对 于小 车滞 初 后 运动 ， 果 不采 取有 效 的措 施 ， 车 继续 运 行 时 ， 如 小 抓 斗将 不 断地在 小 车前后摆 动 。这样 就存 在抓 斗 与料 斗
简化 得 ： ＝一ｇ｝ （） １
在全 自动运行时，抓斗在安全高度动 下沉 抓料 并 闭斗 ， 抓满 后 自 动提升 至安 全高 度 ，然后 与半 自动 运行 相 同 。抓 斗在
智能技术在桥式抓斗卸船机卸料系统中的应用
智能技术在桥式抓斗卸船机卸料系统中的应用陈斌吴雨齐宁波港股份有限公司摘要：采用自动化与智能化技术，解决了卸料系统精确放料问题和卸船机操作人员冗余问题，保障了流程稳定性，满足了精细化管理要求，对桥式抓斗卸船机自动化控制技术的发展起到了推进作用。
关键词：卸料系统；精确放料；传感技术；数字化技术1 引言随着德国“工业4.0”概念的进一步深化，设备的自动化控制将是发展的必然趋势。
桥式抓斗卸船机是码头前沿卸船的重要工具，但其控制技术多为手动作业和半自动化作业，不能适应信息化时代的需求。
桥式抓斗卸船机的自动化控制技术的发展已迫在眉睫。
2 问题的提出传统桥式抓斗卸船机机上设置了司机室和副司机室，并分别配有1名司机。
司机室主要负责抓斗起升、开闭、小车运行以及大车行走等主要机构的动作，副司机室主要负责机上卸料系统的斗门开闭、振动给料机振动、振动给料机角度调节等辅助机构，卸料系统辅助机构示意图见图1。
在实际使用过程中，卸料系统控制存在以下问题：(1) 司机室不能正常控制卸料系统。
司机室联动台上备有振动给料机振动、振动给料机角度调节、斗门开闭等机构的操作按钮，然而这些按钮仅作为特殊情况下使用，由于主司机缺乏对下方漏斗区域实际情况的掌握(根据卸船机操作模式，显示屏上无副机相关信息)，因而并未投入日常使用。
图1 卸料系统辅助机构示意图(2) 副司机室不能精确控制放料。
副司机通过振动给料机变频器面板频率值及观察窗，观察三机构实际情况来操控放料。
由于变频器面板、料斗门、给料器角度这3个观测点位置分散，难以同时监控，斗门开闭和振动给料机角度调节均为定性控制，只能依靠人工定性把握，精细化操作存在难度，对操作者有一定的经验要求。
(3) 人员冗余。
1台设备配备2名司机，人员使用效率低，成本浪费。
3 改进方案采用传感技术、数字化技术、电子技术、信号处理技术、通信技术、设备管理技术、编程技术以及自动化与智能化技术等，力求解决上述问题，为桥式抓斗卸船机的自动化控制技术发展做好铺垫。
桥式抓斗卸船机智能控制系统探究
关键词：桥式抓斗；卸船机；智能控制；编程技术随着信息时代的到来，设备控制的智能化将成为必然趋势。
作为码头卸船的主要器械，当前的桥式抓斗卸船机控制手段自动化程度不高，部分作业还需手动控制，无法适应信息时代的要求，其在卸货时往往存在3个问题：一是司机室对卸货系统不能正常控制；二是副司机室对放货不能准确操控；三是斗门开闭和角度调节尚需人工控制，亟需引入智能控制技术。
1桥式抓斗卸船机智能技术（1）自动定位技术。
桥式抓斗卸船机传统的定位技术通常是编码器定位，这种方式的误差概率较大，只有配合标定位置程序误差才能降低，但在应用中仍会影响定位的精度，不利于卸船作业效率提高。
智能定位技术能有效满足精度方面的要求，甚至能达到毫米或微米级别，定位的准确性相当高，在定位质量和效率上与传统技术形成鲜明对比。
（2）激光自动扫描技术。
主要原理是用距离检测飞行时间，即扫描仪射出激光到被扫货物表面光束再反射回扫描仪这一过程所用的时间，再计算扫描仪与反射点之间的距离，利用双轴驱动三维扫描相关货物。
桥式抓斗卸船机应采用3D扫描技术，在卸船过程中，3D扫描仪在舱内、舱口自动扫描，测出扫描仪与舱内、舱口货物表面之间的精确距离。
百米之内一般都能检测，且扫描频率高、数据更新快，能随着船舶的位置变化瞬时呈现出扫描图像，再通过计算机高速处理扫描信息，进而及时掌握桥式抓斗卸船机的工作情况。
（3）三维图像虚拟成像技术。
该技术主要是配合激光自动扫描系统使用，激光扫描数据获得后要传输到船舱内的图形处理器中，主要传输的是各种角度扫描物体收到的距离值。
这些数据主要应用于控制系统完成某些控制工作，但应用前需利用三维图像虚拟成像技术对其重构，采用处理软件对舱内物料、甲板和船舱面等虚拟出三维轮廓图形，为保证图像虚拟的精度，再结合扫描数据加以修改和调整。
三维图像虚拟成像技术不但能监控扫描仪的工作状态，还能抓取扫描结果的关键信息点，以完善卸船机的智能系统。
（4）定位导航技术。
自动化控制在桥式抓斗卸船机上的应用
自动化控制在桥式抓斗卸船机上的应用
浅谈自动化控制在桥式抓斗卸船机上的应用
摘要：桥式抓斗卸船机电气控制系统、ac800m可编程逻辑控制器、桥式抓斗卸船机的组成、acs800多传动变频器的组成及特点。
关键词：桥式抓斗卸船机；自动化；控制
在改革开放政策和经济全球化的推动下，港口成为与国际连接通道的重要节点，是区域加入经济全球化和社会分工的基础，国内和国际贸易快速增长带动了海上大宗散货运输量的快速增长。
随之而来的对港口的装卸能力也提出更高的要求，卸船机的工作效率也在逐渐提高，在这个过程中自动化控制起到了关键性作用。
在过去很长一段时间里，国内的桥式抓斗卸船机完全依靠手动操作，所以，司机的劳动强度很大，卸船效率不高，安全性也较差。
近年来，随着控制技术的发展，国内的桥式抓斗卸船机陆续装上了防止抓斗摆动的自动控制系统，以缩短工作循环周期，提高卸船效率和安全性，降低司机的劳动强度。
本文以唐山曹妃甸矿石码头三期的桥式抓斗卸船机为例，浅谈一下自动化控制在桥上抓斗卸船机上的应用。
桥式抓斗卸船机主要有起升支持机构、起升开闭机构、小车平移机构、俯仰机构和大车行走机构等五大机构组成。
其中起升支持和起升开闭机构完成抓斗的升降，开闭和深挖等功能，小车机构完成抓斗的平移，俯仰机构完成大臂梁的收放，大车行走机构完成整台卸船机的移动。
桥式抓斗卸船机除了以上五个主要机构外，与控制相关的还有一些辅助机构，如电缆卷筒，振动给料器，输料皮带系统、司机室平移、照明和称重装置等，这些辅助机构在控制上较为简单，。
卸船机PLC及变频技术应用探讨
俯 仰 机 构 中 安 装 一 套 终 点 限 位 和 一 套 限 速 限 位 ， 同 样 的 ，俯 仰 机 构 的 过 载 、 过 电流 、 断相 、短 路 也 是 由变 频器 来保 护 的 。 ２ ． ２ ． ４供 电 的检 测 及 安 全保 护 所 有 的 空 气 开 关 都 设 置 了 通 断 检 测 ， 接 触 器 都 设 置 了 故 障 检 测 ，并 对 电机 的 过 载 、过 电流 、 断相 、短 路 进 行 保 护 。 ２ ． ３ Ｐ Ｌ Ｃ 与 变频 应 用 优 势 采用 Ｐ Ｌ Ｃ技 术 和 变 频 调 速 来 控 制 卸 船 机 个机构的运行与停止 ， 提高了卸船机的可靠性、 平 稳 性 、装 卸 作 业 效 率 、安 全性 ， 并 降 低 卸船 机的维修费用和能耗 。 ２ ３． １ 系 统 安 全 性 的 提 高 通过统一配套 的起 升 ／ 开闭装置 ，实现升 降速度的 自动控制 ，并有效控制超 载，杜 绝事 故的发生。 ２ ． ３ ． ２卸船 机 作 业 效 率 的提 高 系 统 可 以 随 时 进 行 减 速 和 升 降 ，提 高 装 卸 作 业 的 效率 ， 在 货 物 装 卸 时 表 现 出 以下 特 点： １ ． 通 过 软停 止 和 软 启 动 的 功 能 ，能 够 实 现 货 物
装卸 的软处理 ，降低 了机械运作的传动冲击 ， 实 现 重 载慢 速 、轻 载快 速 ，作 业 定 位 准 确 、平 稳 安 全 ，延 长起 重 机 的 寿命 。２ ． 电 动机 在 零 速 度 的 时 候 ，也 不 会 出现 重 物 下滑 和 制动 器 的 失 灵和松动 ，完全可 以保证 系统的安 全。而在货 物 快 速 的 装 卸 中 ，也 不 会 有 溜 钩 的 情 况 发 生 。
船舶港口装卸设备与自动化
船舶港口装卸设备与自动化船舶港口装卸设备是港口物流体系中的重要组成部分，其效率和稳定性直接影响到港口的吞吐能力和物流成本随着现代物流的快速发展，自动化技术的引入使得港口装卸设备更加高效、精确和可靠本文将分析船舶港口装卸设备的发展现状，以及自动化技术在港口装卸设备中的应用船舶港口装卸设备的发展现状船舶港口装卸设备主要包括岸桥、场桥、堆高机、装载机等近年来，随着船舶大型化的趋势，岸桥的规模和数量也在不断增加此外，环保要求的提高也推动了港口设备向绿色、节能方向发展自动化技术的应用自动化技术在船舶港口装卸设备中的应用主要体现在以下几个方面：1. 自动化岸桥自动化岸桥是港口自动化装卸系统的重要组成部分它通过自动化操作系统，实现对货物的自动抓取、搬运和卸载自动化岸桥可以显著提高装卸效率，减少人力成本，并提高作业安全性和稳定性2. 自动化场桥自动化场桥主要用于港口内的货物堆存和运输通过安装自动导航系统和智能控制单元，自动化场桥可以在没有人工干预的情况下进行精确的货物搬运和堆存3. 自动化堆高机自动化堆高机通过安装智能传感器和控制系统，实现对货物的自动堆存和搬运自动化堆高机可以提高堆存效率，减少人工操作的风险4. 自动化装载机自动化装载机通过安装智能控制系统，实现对货物的自动装载和卸载它可以提高装载效率，减少货物损坏和安全风险船舶港口装卸设备的自动化技术已经取得了显著的成果，并在不断提高中自动化技术的应用可以提高港口装卸效率，降低物流成本，并提高作业安全性和稳定性未来，随着自动化技术的进一步发展和成熟，港口装卸设备将更加智能化、高效化，为现代物流的发展提供有力支持以上内容为文章的相关左右后续内容将详细分析自动化技术在港口装卸设备中的应用实例，以及未来发展趋势和挑战自动化技术的具体应用实例以下是一些自动化技术在船舶港口装卸设备中的具体应用实例：1. 自动化导航系统自动化导航系统是自动化岸桥和自动化场桥的关键组成部分通过使用激光扫描仪、摄像头和全球定位系统等传感器，自动化导航系统可以实时获取设备的位置和周围环境信息，实现设备的自动导航和避障2. 智能控制系统智能控制系统是自动化堆高机和自动化装载机的核心通过使用先进的控制算法和传感器数据，智能控制系统可以实现对设备的精准控制，完成复杂的操作任务3. 自动抓取系统自动抓取系统是自动化岸桥、自动化场桥和自动化堆高机的关键组成部分通过使用电磁铁、气动装置和机械臂等装置，自动抓取系统可以实现对货物的自动抓取、搬运和放下4. 自动化货物跟踪系统自动化货物跟踪系统可以通过条码、RFID标签和传感器等技术，实现对货物的实时跟踪和监控这有助于提高货物管理的效率和准确性，减少货物丢失和损坏的风险自动化技术的优势和挑战自动化技术的应用在船舶港口装卸设备中带来了许多优势，但也面临一些挑战1.提高装卸效率：自动化技术可以实现货物的快速自动搬运和装卸，显著提高港口的吞吐能力2.降低物流成本：自动化设备可以减少人工操作，降低劳动力成本，并提高物流成本的透明度3.提高作业安全性和稳定性：自动化技术可以减少人为操作失误和事故风险，提高作业的安全性和稳定性4.技术复杂性：自动化技术的引入和应用需要高水平的技术支持和维护，对港口设备管理和维护提出了更高的要求5.初始投资成本：自动化设备的购买和安装需要较大的初始投资，对港口的经济承受能力有一定要求6.人力资源转型：自动化技术的应用可能会导致部分劳动力的减少，需要对人力资源进行转型和培训未来发展趋势船舶港口装卸设备的自动化技术将继续发展，未来的趋势主要体现在以下几个方面：1.智能化升级：通过引入、机器学习等技术，实现设备的智能化升级，提高作业效率和智能化水平2.设备互联互通：实现不同设备之间的互联互通，形成一个整体的自动化装卸系统，提高港口物流的协同性和效率3.绿色环保：进一步发展和应用节能环保的自动化设备，减少能源消耗和环境污染，实现可持续发展以上内容为文章部分，占总内容的约30%后续内容将深入分析自动化技术在港口装卸设备中的具体应用实例，以及未来发展趋势和挑战自动化技术的具体应用实例（续）5. 自动化远程控制系统自动化远程控制系统可以通过无线网络实现对港口装卸设备的远程监控和控制操作人员可以在控制室内实时监控设备运行状态，并进行远程操作，降低人员在危险环境中工作的风险6. 视觉识别系统视觉识别系统主要用于自动化岸桥和自动化场桥通过高清晰度摄像头和图像处理技术，视觉识别系统可以实现对货物的精确识别和定位，提高装卸作业的准确性和效率7. 智能调度系统智能调度系统可以根据货物类型、数量、装卸速度等因素，自动调度港口装卸设备进行作业通过优化设备调度，智能调度系统可以提高港口装卸作业的整体效率和资源利用率未来发展趋势和挑战（续）1. 技术融合和创新随着物联网、大数据、云计算等技术的不断发展，未来港口装卸设备将实现更多技术的融合和创新例如，通过物联网技术实现设备之间的互联互通，借助大数据分析实现设备运行状态的实时监控和预测维护，利用云计算技术提高设备的智能化和协同作业能力2. 安全与隐私保护随着自动化技术的不断发展，港口装卸设备的安全性和数据隐私保护成为越来越重要的议题需要采取一系列措施，如加强网络安全防护、实现数据加密传输、建立严格的数据访问权限等，确保港口装卸设备的安全运行和数据隐私保护3. 人才培养和引进自动化技术的应用和发展需要高素质的专业人才港口企业需要加强对现有员工的培训和技能提升，同时积极引进自动化、智能化领域的专业人才，为港口装卸设备的自动化发展提供人才支持4. 法规和标准制定随着自动化技术的广泛应用，需要加强对港口装卸设备自动化相关法规和标准的制定这有助于规范港口装卸设备的市场秩序，提高设备质量和安全性，促进港口装卸设备的可持续发展船舶港口装卸设备的自动化技术已经取得了显著的成果，并在不断提高中自动化技术的应用可以提高港口装卸效率，降低物流成本，并提高作业安全性和稳定性未来，随着自动化技术的进一步发展和成熟，港口装卸设备将更加智能化、高效化，为现代物流的发展提供有力支持。
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浅谈自动化控制在桥式抓斗卸船机上的应用
桥式抓斗卸船机电气控制系统、AC800M可编程逻辑控制器、桥式抓斗卸船机的组成、ACS800多传动变频器的组成及特点。
标签：桥式抓斗卸船机；自动化；控制
在改革开放政策和经济全球化的推动下，港口成为与国际连接通道的重要节点，是区域加入经济全球化和社会分工的基础，国内和国际贸易快速增长带动了海上大宗散货运输量的快速增长。
随之而来的对港口的装卸能力也提出更高的要求，卸船机的工作效率也在逐渐提高，在這个过程中自动化控制起到了关键性作用。
在过去很长一段时间里，国内的桥式抓斗卸船机完全依靠手动操作，所以，司机的劳动强度很大，卸船效率不高，安全性也较差。
近年来，随着控制技术的发展，国内的桥式抓斗卸船机陆续装上了防止抓斗摆动的自动控制系统，以缩短工作循环周期，提高卸船效率和安全性，降低司机的劳动强度。
本文以唐山曹妃甸矿石码头三期的桥式抓斗卸船机为例，浅谈一下自动化控制在桥上抓斗卸船机上的应用。
桥式抓斗卸船机主要有起升支持机构、起升开闭机构、小车平移机构、俯仰机构和大车行走机构等五大机构组成。
其中起升支持和起升开闭机构完成抓斗的升降，开闭和深挖等功能，小车机构完成抓斗的平移，俯仰机构完成大臂梁的收放，大车行走机构完成整台卸船机的移动。
桥式抓斗卸船机除了以上五个主要机构外，与控制相关的还有一些辅助机构，如电缆卷筒，振动给料器，输料皮带系统、司机室平移、照明和称重装置等，这些辅助机构在控制上较为简单，容易实现。
自动化控制有半自动与全自动化：全自动化控制是人只需要作为操作员，确定控制的要求和程序，不用直接参与生产过程的控制技术；半自动化控制要人通过设施、设备、机械、仪器或手工等劳动力的参与。
全自动化控制在桥式抓斗卸船上的应用还在发展初期没有应用到各个散货码头上还较少，本文着重介绍一下半自动化控制在桥式卸船上的应用。
从（图1）中我们可以看到这个电气控制系统主要包括：PLC、变频器、CMS、OPC、I/O、通讯技术。
为了方便理解本文将其分为三部分，即执行部分，控制部分，监控管理部分。
第一，执行部分是控制系统中最直观的一部分，它看得见、摸得着。
其主要由交直流电动机、限位、传感器、电磁阀、编码器等组成。
执行部分的动作精度能体现出控制部分的好坏，同时也影响控制部分的控制命令。
因其执行控制命令的同时也反馈信号。
为了实现高速精确的信息传递，必须借助I/O模块和现场总线技术。
第二，控制部分是控制系统的大脑，整台设备的动作都由它统一控制，是控制系统的核心。
其主要由驱动器（交直流调速器）和可编程序逻辑控制器（PLC）组成，控制部分设备之间通过现场总线技术完成信息交换；在曹妃甸矿石三期主
要采用PROFIBUS总线和DRIVERBUS总线。
目前在卸船机应用主流的PLC有西门子、ABB、ALSTOM、OMRON等。
本文以ABB的AC800M系统进行详细说明（如图2）。
AC800M控制器是导轨安装式模块化控制器家族，其中包括CPU、通讯模块、电源模块和各种附件。
可供的CPU模块根据其处理能力、内存大小及是否支持冗余分成几类。
每个CPU模块配备有两个以太网端口，用于连接操作员站、工程师站、管理站及更高层次的应用。
这两个以太网端口可配置成冗余，用于提搞系统的可利用性。
另外还配备了两个RS-232C端口，可供CPU与编程/调试工具以第三方系统和设备之间进行通讯。
交流变频调速系统在控制系统中起到重要作用，目前在卸船机上应用的有西门子、ABB、ALSTOM、OMRON等。
本文以ABB的ACS800系列多传动R8模块为例来进行详细阐述（如图3）。
ACS800变频器核心技术就是直接转矩控制（DTC），是目前工业应用中先进的交流异步电机控制方式。
DTC的杰出的性能及ABB针对各种工业应用的专用控制宏，使得ACS800变频器适用于各种领域并有着杰出的表现。
ACS800主要由传动部分和控制部分组成。
传动部分主要由ISU（IGBT供电单元）、以及多个INU（逆变单元）组成。
控制部分主要由ACU （辅助控制单元）ICU（进线控制单元）和DCU（传动控制单元）组成。
ACS 800多传动基本设计理念：（1）公共直流母排；（2）单一输入功率连接；（3）不带制动斩波器或不带再生式供电单元时，驱动电机的逆变器之间内部分配能量，有发电，有电动；（4）降低输入线电流；（5）多个逆变器可采用公共的制动方式；（6）节约电缆、安装、维护成本；（7）不需要使用独立的MCC（马达控制中心）。
ABB多传动产品特点：（1）只需要更少的备件；（2）革命性创新设计；（3）并联模块具有冗余性；（4）每一台模块都是一台完整的三相逆变器；（5）如果一台模块故障，能继续轻载运行；（6）减少故障停机时间，恢复快。
第三，监控管理部分是控制系统和设备维修管理人员与操作人员进行人机对话。
人性化的CMS界面可以方便设备操作人员和设备维修管理人员对设备的了解。
CMS系统是一套基于PC的人机交互的起重机维护工作站系统，他一般被放置在起重机的电气房中。
CMS系统作为起重机的维护平台，为用户和维护人员提供了详尽、实时的状态和事件信息。
简单的说，该系统具有两个基本功能：（1）提供在线调试诊断的工具；（2）方便地收集和存储系统信息。
监控部分设备通过现场总线技术与控制层交换信息，完成设备级的故障检测，显示及处理，系统状态动态显示、历史记录的生成及报表输出打印等功能。
第四，结束语
全文总结本文以曹妃甸矿石码头三期桥式抓斗卸船机为背景，浅谈桥式抓斗卸船机电气控制系统研究，分析了桥式抓斗卸船机的结构及特点、电气控制系统的组成。
研究展望：（1）进一步完善卸船机的自动控制；（2）更精细故障诊断系统；（3）更先进的监控及管理系统。
参考文献
[1]思超良.抓斗卸船机控制系统问题分析与改进[J].港口装卸，2004年第二期（总第154期）.
[2]徐雄炳.桥式卸船机抓斗自动控制功能的应用研究[D].上海：上海交通大学.。